Коррозия

Обработка охлаждающей воды фосфатсодержащими ингибирующими композициями

В оборотных водах Киришского НПЗ (общее солесодержание 600—850 мг/л, хлоридов—80—130 мг/л, сульфатов—200— 400 мг/л) эффективна композиция 5 мг/л ОЭДФ + 7,5 мг/л Zn2+, при этом pH оборотной воды должно составлять 6,5—8, температура 60 °С. Латуни указанная композиция не защи­щает [75].

Используются также композиции АМФ/ОЭДФ, полифосфат/ОЭДФ, полифосфат/ортофосфат и др. (рис. 10.8). Сравни­тельная оценка защитного действия гексаметафосфата нат­рия (I), триполифосфата натрия (II), тетранатрийпирофосфата(III), ортофосфата натрия(IV), АМФ(V) и ОЭДФ(VI) в отношении коррозии стали показала, что для охлаждаю­щих систем наиболее перспективны ингибиторы I, IV и V [77].

За рубежом обработка охлаждающей воды в течение 9 лет фосфатсодержащими ингибирующими композициями проводи­лась на 10 системах охлаждения нефтехимических заводов Вели­кобритании, Франции, ФРГ, Бельгии, Греции [78]. Состав и ус­ловия применения приведены в табл. 10.5.

Все системы охлаждения, в которых проводились испытания, выполнены из углеродистой стали. При наличии медных спла­вов вводили ингибиторы коррозии меди. Для предотвращения микробиологического загрязнения осуществляли хлорирование. На 5 установках воду обрабатывали цинк-полифосфатным инги­битором с добавкой в качестве диспергирующего агента лигносульфоната или смеси фосфата и полиакрилата. Значение pH изменялось в пределах 6,3—8,3, щелочность 20—200 мг/л. Кон­центрация полифосфатов в воде составляла 3,5—8 мг/л (в рас­чете на РО3-4). Эта обработка обеспечивала защиту систем охлаждения от коррозии и накипеобразования: коррозия угле­родистой стали носила равномерный характер и не превышала 0,05 мм/год. Метод обработки позволял поддерживать общую концентрацию бактерий в охлаждающей воде на уровне 10 000—40 000. Поскольку утечки нефти создают благоприят­ную среду для роста микроорганизмов, применяли повышенные концентрации Сl2 и NaCIO, при этом снижался pH до 5,5 и ниже, интенсифицировался процесс гидролиза полифосфатов и уменьшалась эффективность ингибитора.

В трех системах использовали цинк-полифосфатный ингиби­тор с добавлением фосфоната, полиэфира и поли карбоновой кислоты в качестве ингибиторов зарастания, а полиакрилата — в качестве диспергирующего агента, pH охлаждающей воды со­ставлял 7,5—8,0, щелочность 75—250 мг/л, концентрация ионов цинка 2—4 мг/л. При этом скорость коррозии снижалась до 0,05—0,13 мм/год и носила общий характер. При pH выше 8,2 скорость коррозии возрастала за счет интенсивного осажде­ния Zn(ОH)2 и образования отложений. Осаждение Zn(ОH)2 создавало благоприятные условия для протекания подшламовой коррозии. При использовании этой композиции pH воды должно быть на 1,5—2 единицы выше, чем pH осаждения СаСО3, но не более 8—8,2. При низкой скорости потока воды и высокой тем­пературе происходило выпадение накипных отложений, а так­же общее загрязнение аппаратов. 

 Влияние соотношения АМФ/ОЭДФ (а), полифосфат/ОЭДФ (б) и полифосфат/фосфат (в) в ингибирующей композиции на скорость коррозии углеродистой стали

Влияние соотношения АМФ/ОЭДФ (а), полифосфат/ОЭДФ (б) и полифосфат/фосфат (в) в ингибирующей композиции на скорость коррозии углеродистой стали 

Влияние соотношения АМФ/ОЭДФ (а), полифосфат/ОЭДФ (б) и полифосфат/фосфат (в) в ингибирующей композиции на скорость коррозии углеродистой стали 

Рис. 10.8. Влияние соотношения АМФ/ОЭДФ (а), полифосфат/ОЭДФ (б) и полифосфат/фосфат (в) в ингибирующей композиции на скорость коррозии углеродистой стали (условия: суммар­ная концентрация компонентов 15 мг/л; рH 7,5 (а, в) и 7 (б); температура 50 С [50] 

 

Таблица 10.5. Состав и условия применения фосфатсодержащих ингибирующих композиций на зарубежных заводах [78]

Характеристика

системы

Состав ингибирующей композиции

цинк — поифосфат — лигносульфонат

цинк — полифосфат — фосфонат — полиакрилат

цинк — полифосфат — лигнополиэфир (или поликарбоновая кислота) — полиакрилат

полифосфат — фосфонат — полиакрилат (или полималеиновая кислота)

Скорость воды в трубках, м/с

1

0.9-2

0,3-1,3

0,6-2,5

Максимальная темпера­тура поверхности трубок, °С

60

60

65

60

Источники подпитки

Умягченная артезиан­ская вода

Речная или артезианская вода

Смесь умягченной и артезианской (или реч­ной) воды

Речная или артезианская вода

Са2+ (в расчете на СаСО3)

300-400

200-500

350-720

70-500

Индекс Ланжелье

-1,5-1,0

— 1,5 -1,65

-0,54-2,3

-0,54-1,7

Индекс Ризнера при 60 °С

8,5—9

4,7-9

3,7-7,1

5,2-8

Остаточная скорость коррозии, мм/год

0,025

0,050

0,05—0,13

0,025-0,09

Наличие загрязнений оборотной воды

Загрязнение системы неф­тью, затрудняющее хими­ческую обработку, стиму­лирующее питтинговую коррозию и биокоррозию; повышенная концентра­ция хлора снижает pH и ускоряет гидролиз поли фосфатов

Загрязнение сис­темы нефтью

Загрязнение системы нефтью; низкая скорость воды; высокая темпера­тура, стимулирующая накипеобраэоваиие и загрязнение

Загрязнение сис­темы нефтью; низ­кая скорость воды; высокая темпера­тура

В двух системах в качестве ингибитора коррозии применял­ся полифосфат, ингибитора накипеобразования — фосфонат, ди­спергатора — полиакрилат или полималеиновая кислота, pH охлаждающей воды находился в пределах 7—8,5, щелочность 30—300 мг/л, концентрация полифосфатов 2,5—15 мг/л, орто­фосфатов 0,9—6,0 мг/л. Коррозия протекала со скоростью 0,025—-0,08 мм/год и носила равномерный характер.

В целом проведенные испытания [78] показали высокую эффективность цинк-фосфатсодержащих ингибирующих ком­позиций.